煤气发生炉.doc

3.6煤气系统工作原理常压固定床式煤气发生炉，由机械加料系统、煤气发生系统、蒸气发生系统、破渣卸渣系统组成。其结构简单、安全性强、操作方便、产生的煤气为混合半水煤气，可与各种工业窑炉联为一体，充分利用了煤气的余热，节能降耗。生产过程中无烟无尘无噪音。旋转塔式排渣、卸渣破渣能力强，渣卸入水封池中，无灰尘无噪音。原煤通用性强。煤气发生炉是以煤为原料生产煤气，供燃气设备使用的装置。固体原料煤从炉顶部加入，随煤气炉的运行向下移。在与从炉底进入的气化剂（空气、蒸汽）逆流相遇的同时，受炉底燃料层高温气体加热，发生物理、化学反应，产生粗煤气。此粗煤气（即热煤气）经粗除尘后可直接供燃烧设备使用。在一般的煤气发生炉中，煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运动，它们之间发生化学反应和热量交换。这样在煤气发生炉中形成了几个区域，一般我们称为“层”。按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层：1） 灰渣层；2） 氧化层（又称火层）；3） 还原层；4） 干馏层；5）干燥层；6）空层；其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。（1）灰渣层：煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦子之上。其主要作用为：a保护炉篦和风帽，使它们不被氧化层的高温烧坏；b预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高。一般气化剂能预热达300450左右。 C灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。(2) 氧化层; 也称为燃烧层（火层）。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量，它是气化的主要区域之一，其主要反应是： C + O2 CO2 + 97650大卡 氧化层的高度一般为所有燃料块度的34倍，一般为100200毫米。气化层的温度一般要小于煤的灰熔点，控制在1200左右。 （3） 还原层： 在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领，所以在还原层中，二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名，称为还原层，其主要反应为： CO + C 2CO + 38790大卡 H2O + C H2 + CO + 28380大卡 2H2O + C CO2 +2H2 + 17970大卡 由于还原层位于氧化层之上，从上升的气体中得到大量热量，因此还原层有较高的温度约8001100,这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件。而严格地讲，还原层还有第一、第二之分，下部温度较高的地方称第一还原层，温度达9501100,其厚度为300400毫米左右；第二层为700950之间，其厚度为第一还原层1.5倍，约在450毫米左右。 （4） 干馏层： 干馏层位于还原层的上部，由还原层上升的气体随着热量的被消耗，其温度逐渐下降，故干馏温度约在150700之间，煤在这个温度下，历经低温干馏的过程，煤中挥发份发生裂解，产生甲烷、烃及焦油等物质，它们受热成为汽态，4.2生产过程的危险、有害因素分析4.2.1火灾爆炸1）煤气引起的火灾爆炸通过企业所使用的危险化学品的危险性分析可知，煤气属于甲类易燃、易爆物质，具有较高的火灾、爆炸危险性。该企业煤气发生炉、煤气设备和煤气排送机与煤气管道等处理和输送煤气，做为玻璃熔窑热源熔化玻璃，决定了企业生产过程中具有较大的火灾爆炸危险。由于企业使用煤气发生炉产生的煤气在密闭工艺情况下输送，正常经营情况下不具备发生火灾爆炸的条件。然而在异常情况下，由于设备、管道、阀门、法兰、一次仪表接头等因腐蚀、老化或密闭不严造成破裂或泄漏，操作失误等导致煤气泄漏，在空气中形成爆炸性混合气体，一旦遇有点火源将引发火灾、爆炸事故。若泄漏煤气在电缆沟或污水排放系统中积聚，遇到火源也可能引起火灾、爆炸事故。发生煤气泄漏的原因有：管道材料缺陷或焊接缺陷；管道内外腐蚀；压力容器制造、安装缺陷；如压力容器接口泄漏，接口焊口泄漏等；法兰垫片质量缺陷或法兰安装缺陷；法兰、阀门密封质量缺陷；仪表接头泄漏、放空阀、排污阀内漏；控制系统失灵、操作失误引起的超压；煤气系统的设备、管路的防静电措施没有或失效。2) 其它有害因素，如地震、地质灾害、第三方破坏等自然及社会环境的影响因素也将危及管道的运行安全。 作业场所中点火源可能存在的主要形式有：明火、电火花、静电、雷电、摩擦火花、化学能、聚集的日光或射线、高能量等。 3)电气火灾 变配电装置、电气设备、电器、照明设施、供配电线路等，如果本身存在质量缺陷、施工质量不佳、外部火源移近、运行中正常的闭合与分断、不正常运行的过负荷、短路、过电压、接地故障、接触不良等，均可产生电气火花、电弧或者过热，若防护不当，可能发生电气火灾或引燃周围的可燃物质，造成火灾事故；在有过载电流流过时，还可能使导线（含母线、开关）过热，金属迅速气化而引起爆炸。4.2.2中毒和窒息煤气中含有一氧化碳，属于高毒气体，与煤气生产、储存和使用有关的设备、管道如发生煤气泄漏，由于阀门不严或管道密闭不良造成有毒物质泄漏，作业人员在工作、巡检或维修设备时，当人体吸入过量的有毒物质时会引起中毒甚至死亡。4.2.3物理爆炸物理爆炸：由于操作工工作不认真，或者技术熟练程度不够，使煤气发生炉水套或者煤气站其它附属的压力容器（如汽包、余热锅炉）缺水或者水套内水质不佳造成严重结垢导致水套内圈钢板导热系数降低，此时强行给水，当水套耐压强度达到极限，就会发生爆炸。4.2.4高温烫伤煤气发生炉水套集汽包和蒸汽吹扫装置可以给人员带来高温烫伤危险；玻璃熔窑内工作温度高达1500度，玻璃成形过程温度高达上千度，在玻璃制品生产过程中，各种高温因素都可能给操作人员带来高温烫伤危害。4.2.5机械伤害车间内有多台机电设备，如行列机、供料机、压缩机等，这些机电设备在作业时，如岗位工人疏忽大意、注意力不集中，有发生挤、压、碾、碰等人身伤害事故的发生。泵、风机类转动设备如果防护不当，也可能发生机械伤害。4.2.6电气伤害（1）电击危险：人体触及设备和线路正常运行时的带电体会发生电击；人体触及正常状态下不带电，而当设备或线路故障（如漏电）时意外带电的金属导体（如设备外壳）会发生电击.（2）违章作业触电事故：防护设施缺陷或不严格遵守安全操作规程，例如：带负荷拉闸，带地线合闸，有电挂接地线，误入带电间隔等，均有触电危险。可导电部分未与接线可靠连接或电气绝缘失效；未安装漏电保护器；人为误操作等也都存在触电伤害危险。另外短路或超载拉闸产生的电弧、电火也能使达到爆炸范围的氨混合气体发生爆炸、火灾。（3）雷电危险：雷电是一种大气放电的现象，虽然放电作用时间短，但放电时可产生数万伏至数十万伏冲击电压，放电电流可达几十到几十万安培，电弧温度也可达几千度以上，对露天放置的金属设备等有很大威胁，可造成生命和财产的巨大损失。雷电的危害一般分为两类：一是雷直接击在建筑物上发生热效应作用和电动力作用；二是雷电流产生的静电感应和电磁感应。其火灾危险性主要表现为：雷电流的高压可击穿电气设备的绝缘使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接灾害；雷电流高热效应将放出大量热能，并在雷击点产生高温，导致金属熔化，引发火灾和爆炸；雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡；雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很产生放电，从而导致火灾；雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，感生出的电流可引起变压器局部过热而导致火灾；雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用会引起配电装置或电气线路断路的燃烧从而导致火灾。（4）静电危险：氨的液体或气体在管路中长期高速的流动，容易产生和积聚静电，如不及时导出，一旦积聚的静电电压相当高时就会放电，放电火花可能引发易燃物火灾爆炸，同时静电放电产生的冲击电流也会使人体受到伤害。4.2.7高处坠落生产中有在地面2m以上高处作业的工段，其平台、钢梯、走道扶栏等处，若有损伤、松动、打滑或不符合规范要求，当操作者不慎失去平衡时有高处坠落的危险。容器和设备的巡检和维修作业，其斜梯、栏杆等因太陡、焊接不牢等原因有造成高处坠落的可能。4.2.8其它伤害（1）土壤腐蚀土壤腐蚀是造成管道穿孔、泄漏的重要因素，它可导致管道腐蚀穿孔，造成输送介质泄漏，引起其它次生灾害，如火灾爆炸事故和环境污染等。（2）地震地震对项目的危害主要表现在可使管道位移、开裂、折断；可破坏站场设施，导致水、电、通讯线路中断，引发更为严重的次生灾害。（3）高温危害夏季高温，夏季高温，作业人员长时间在外工作，也可能发生中暑。（5） 低温危害 冬季低温， 冬季低温，作业人员长时间在外工作，如防护不当也可能发生冻伤。4.2.9空压系统危险空气压缩机在运行中，主要危险为：1）注油泵或润滑油系统出现故障，供油不足而损毁设备。2）电机过载、温升过高，甚至烧毁。3）安全阀失灵、超压运行有物理爆炸危险。4.2.10噪声危害：生产设备中的空压机、风机、水泵等设备在运行中产生一定的噪声。噪声对人体的危害是多方面的。噪声会造成暂时性或永久性听觉损伤，特别是长期接触高强度噪声，会导致不可逆病变，或者永久性听觉损伤，形成噪声性耳聋，而这种耳聋一旦发生就很难治愈。因此噪声对听觉系统影响很大，进而会影响到作业人员的日常工作和生活。噪声强度越大，接触时间越长，其危害也越严重。噪声设备应当采取减震、隔离和消声措施降噪，操作者要用耳罩或耳塞保护听力。4.2.11人为失误对生产系统而言，生产操作、维修等各个环节中，应把人为因素作为一个重要因素予以考虑。人为失误产生原因：（1）受到社会环境、自然环境的影响与作用；（2）受到机器设备、原辅材料、工具及附件的限制与作用；（3）受其本身的文化教育、素质、知识、技能、经验、思维方式、情感、性格、性别、年龄、健康状况、工作态度、人际关系等因素的影响；（4）受不正确的工作态度、技能或知识不足、健康或生理状态不佳、不良劳动条件等影响。主要的人为失误类型有：概念错误、信息传递错误、疏忽大意失误、决策失误、作业冲突、行为失误、故意违章、破坏等4.3作业危险场所存在的部位通过对本项目存在主要危险、有害因素的分析，归纳出本项目的主要危险区域及其危险、危害特征，详见表4-3。4.3.1煤气发生区作业危险因素在生产过程中，由于设备和管道在制造、检维修中本身存在缺陷或者气体的长期冲刷，设备、管道会因腐蚀等造成壁厚减薄、疲劳，进而产生裂纹等缺陷，如果不能及时发现，及时消除，极易因设备、管道因为承受不了正常工作压力而发生物理爆炸，其后果又可能引发次生火灾及化学爆炸。热煤气一旦泄漏出来，遇空气易形成爆炸性混合物，遇火或高热很容易引起火灾、爆炸事故；如果设备或生产系统形成负压，空气被吸入与煤气混合，形成爆炸性混合物，在高温、摩擦、静电等作用下，也会引起化学爆炸。在进行停车作业检修过程中，对于设备、管道、阀门等，如果没有进行置换或置换不干净，在用火作业前没有进行动火分析，确定的取样分析部位不对而导致分析结果失真，或者进行作业时，没有采取可靠的隔绝措施，导致易燃易爆气体进入动火作业区域，均可导致火灾、爆炸事故。煤气发生炉操作过程中的危险因素：1、点炉操作存在的危险因素1）煤气发生炉、配套设施、管路等出现异常；各水封部位注水不足等会导致煤气泄漏；2）.煤气发生炉煤气输送管路未隔断，未打开煤气发生炉出口放散阀等。3）使用煤油、汽油易挥发油品点燃煤气发生炉内木柴。4）.煤气发生炉运行后，仪表失灵。2、探火操作存在的危险因素：1）蒸汽压力满足没有汽封能力时，进行检查炉况和插钎探火，导致煤气泄漏；2）探火时未先打开汽封蒸汽阀门，再打开探火孔盖。探火完了，没有先盖住探火孔，再关闭汽封蒸汽阀门，导致煤气发生泄漏；3）探火钎要未按规定位置放好，引起高温灼伤事故。3、 送气点火操作存在的危险因素：1）送气点火前没有制定送气点火方案；2）送气前没有取样分析，煤气含氧量0.6%，CO含量18%就组织送气，导致煤气爆炸事故发生。3）化验合格后，未通知用气单位打开末端放散阀，没有用蒸汽吹扫煤气管路，不留死角导致煤气爆炸事故发生。4）在工业窑炉内，木柴或棉纱点燃后，火苗高度没有能够达到所要开启的煤气烧咀处就打开煤气烧咀，煤气未被点燃，导致爆炸事故。5）接供气通知后，未打开盘阀或解除水封，就接通煤气管路，导致煤气泄漏。6）.送气点火期间，煤气发生炉操作人员与使用煤气单位之间沟通不畅，配合不好，也可能导致煤气点火过程出现危险。4、并炉操作存在的危险因素：1）未化验备用炉煤气中的含氧量，CO含量。2） 未按规定用蒸汽吹扫备用炉盘阀、旋风除尘器等设施中的残气。5、闷炉操作存在的危险因素：1）未打开煤气管路的蒸汽吹扫阀，管路内煤气没有全部燃尽。2）煤气发生炉闷炉期间打开探火孔，导致煤气泄漏。3）煤气发生炉闷炉期间，探火加煤时没有启动风机，进行探火。6、停炉操作存在的危险因素1）未打开煤气发生炉前放散阀，风机停止运行。 2）未打开炉底蒸汽阀门，使用蒸汽将炉火熄灭。3）没有待炉出口温度较低时，插钎探火确认炉火已灭，清理炉内全部煤和煤渣，可能发生煤气泄漏。7、故障及事故处理操作存在的危险因素：1）煤气发生炉（站）停电、风机故障供风中断：（1）没有迅速关闭风机出口阀门； （2）没有迅速打开饱和温度调节阀门至风机调节阀门最大开度； （3）没有迅速打开煤气发生炉炉前放散阀； （4）没有迅速隔断煤气输送管路；（5）未打开煤气管道上蒸汽吹扫阀；（6）停电故障不能及时排除时，没有按闷炉处理.2）软化水中断存在的危险因素：（1）软化水泵故障，没有备用供水泵；（2） 软化水供应中断，水箱缺水无水源补充，没有按闷炉处理。（3） 循环水停水，未采用其他水源替代运行。（4）煤气发生炉出现异常现象，如煤气压力波动大、炉渣有半数以上煤块4.4重大危险源辨识根据中华人民共和国国家标准危险化学品重大危险源辨识（GB18218-2009）及关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（安监管协调字200456号）相关文件中规定的重大危险源辨识依据和管理办法，同时根据企业的实际情况，该公司煤气供玻璃熔窑加热使用，煤气随产随用，装置内存量约100kg，煤气没有储存。煤气临界量为20t，对照可知，该企业使用煤气量没有达到重大危险源的临界量。辨识结果：该企业在用2个1m3压缩空气储气罐(压力0.25mPa)和1个水套集汽包及压缩空气管道都不在重大危险源范围内，所以该公司不存在重大危险源。 但该企业玻璃熔窑热源是发生炉煤气，煤气是相当危险的，安全问题不容忽视。煤气有毒而且易燃易爆，容易泄漏，一旦发生泄漏，就极易酿成大面积的火灾或爆炸事故。玻璃熔窑工作时温度高达1500，玻璃溶液泄漏事故控制不及时，会导致严重事故；企业应在煤气易泄漏处或车间设置可燃气体浓度检测仪进行监控，加强设备检查，认真贯彻安全操作规程，制定符合要求的事故应急救援预案和玻璃溶液泄漏事故应急救援预案，应进行演练，使人员深知其危险性，牢牢控制事故隐患，确保安全生产。7.2对企业安全生产方面建议4、作业人员和有关管理人员上岗前必须接受安全知识技能教育和培训。危险作业人员不少于48个学时，管理人员不少于24个学时。所有参加教育培训人员必须考试合格并持证上岗。取得上岗证的人员每年必须参加再培训教育和持证复审，方能继续从事煤气作业和管理工作。作业人员再培训时间不少于16学时，管理人员不少于8学时。5、企业应建立各种作业人员和有关管理人员参加教育培训的正常工作制度和管理档案，保证教育培训所需师资、资金和设施。6、企业应设立安全培训专项基金，加大资金的投入，保证各项安全措施的落实。同时，用文化的力量影响职工的安全观念、认识和行为，不断提高职工的安全素质，让安全观念深入人心，使员工自觉遵章守纪，按操作规程作业，从而有效预防生产安全事故。、企业应建立安全生产检查制度。通过检查发现并整改隐患，确保煤气发生炉、玻璃熔窑等设备安全运行。8、企业要制定煤气发生炉、玻璃熔窑等安全生产应急预案，每年对作业人员进行模拟事故演练。事故演练的主要内容有：停电、闷炉、停炉、送气、着火、爆喷、中毒、故障停水、煤气泄漏等。9、企业要把在用煤气发生炉纳入A级危险源进行管理，制定相应的管理制度和岗位安全生产责任制，实行动态监控。10、带煤气作业，如带煤气抽堵盲板、带煤气接管、操作插板等危险工作，不宜在雷雨天进行，作业时，应有申请单位主要负责人、安全部门负责人、医务人员以及救护车在现场监护，操作人员应有氧气呼吸器或通风式防毒面具，并遵守下列规定；1）工作现场应备有必要的联系信号，距离作业点100米内安装煤气压力表及风向标志等并有专人看管。2）距离工作场所40米内，禁止有火源并应采取防止着火的措施，与工作无关人员要离开作业点40米以外。3）应使用不发火星的工具，或涂有很厚一层润滑油的铁制工具，盲板、螺栓应涂润滑油。当盲板卡住时，不准用铁器猛击。4）距离作业点半径10米以外方可安装设置照明灯。5）不得在具有高温源的炉窑处、构筑物内进行带煤气作业；如需作业，必须采取可靠的安全措施。6）操作人员应采用统一联系信号、手势，尽量在上风头作业。7）现场必须准备好蒸汽和消防器具。11、在运行中的煤气设施上动火，设施内煤气应保持正压，动火部位要可靠接地，在动火部位附近要装压力表或与附近仪表室联系。动火时只准用电焊，不准用气焊，严禁烧穿设备。严禁在生产设备上接电焊机的接地线，或在上面引弧打火。 12、 在停煤气的设施上动火，必须切断煤气、加堵盲板、用蒸汽吹扫煤气、取设施内空气样分析，确认在动火全过程中不形成爆炸性混合气体方可动火。进入煤气设施工作的照明灯，电压不准超过12V。 13、煤气发生炉和玻璃熔窑的设计、制造、安装和使用必须符合国家安全标准，并保证产品的安全、可靠、运行经济。主体设备的设计、制造、施工、安装，必须持有有关部门颁发的生产许可证、资质证书。并应优先采用机械化、自动化程度高的先进技术. 14、企业可以根据工艺设计要求设置煤气发生炉、玻璃熔窑等操作工、仪表工、上煤工、化验工等工种。各岗位工种要